CN110597194A - 一种大规模柔性驱动的自动制造系统的协同活性构建方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于自动制造系统技术领域，公开了一种大规模柔性驱动的自动制造系统的协同活性构建方法，加工系统中有四种类型的资源：n1，n2，n3，n4；工具集n3，机器库n1，n2，n4；工具集n3是公用的；资源n1，n2，n3，n4的WRCN子网模型合并之后的WRCN大网；变迁代表着加工操作的开始或者结束，n1，n2，n3，n4分别代表着四个子网的初始资源数；在加工中，WRCN G1和WRCN G2有共同的加工路径t2p3t3；WRCN G1和WRCN G3有共同的加工路径t3p4t4；WRCN G3和WRCN G4有共同的加工路径t7p8t9。本发明提出子系统合成模型，使得合成之后的系统满足活性。
Description
技术领域
本发明属于自动制造系统技术领域，尤其涉及一种大规模柔性驱动的自动制造系统的协同活性构建方法。
背景技术
在制造业的发展史上，自动化流水线占重要地位，它有整套连贯的制造设备和物流设备，相对稳定的加工工艺，固定的生产节拍。适用于大批量，少品种的生产。自动化流水线的自动化是刚性的，一套自动化流水线只生产一种产品，要改变生产品种非常困难和昂贵。但随着科学技术的发展，人类社会对产品的功能和质量要求越来越高，产品更新换代周期越来越短，产品的复杂程度也越来越高，传统的大批量生产方式已经很难满足生产要求了。为了提高制造工业的柔性和生产效率，使之在保证产品质量的前提下，缩短产品的生产周期，降低生产成本，使中小批量生产能与大批量生产抗衡，柔性制造系统(FMS-FlexibleManufacturing System)便应运而生。利用柔性制造系统进行生产，实现了多品种的生产，同时也存在不足之处：主要在于它的系统规模较大，由此产生了技术难度大，可靠性不好，不利于推广的弱点。对于大规模的制造系统，生产线错综复杂，当系统一旦不能运行时，很难排查是哪个模块出现了问题，大大降低了生产效率。所以确保系统的正常可靠运行成为大规模工业制造系统需要解决的一大难题，让系统正常运行就是要保证它的活性。
许多控制领域的学者针对大规模制造系统的活性保证做了许多研究，但都存在不足之处，主要在于两个方面：1.对子网进行合成之后，还需要对合成网进行后验性分析，才能确保其活性。在大规模制造业中，系统的规模很庞大，结构极其复杂，因此对大型合成网的检验分析是一项耗时耗力的工作，而且一旦进行后验性分析之后，验证得合成的系统并不能满足活性，就会使得前面的子网合并工作变得无效。2.目前已经提出的大规模制造系统建模方法，只有对单资源系统的合成，不存在针对于多资源子系统的合成方法。因此只能应用于单弧权普通网的研究，无法应用于对多弧权值一般网的建模分析。一个柔性制造系统(FMS-Flexible Manufacturing System)包含多个同时生产出不同产品并发作业的流程，并且经常通过共享资源来减少生产成本。由于复杂的资源共享以及工艺路线，这类系统的特征难以用传统的工具例如微分方法等去描述。但是Petri网已被证明为FMS建模有效的工具，因为它具有图形性，在静态和动态结构方面的简洁性，以及数学分析技术的丰富性等优点。自下而上的建模方法从子系统模型出发，通过融合共同变迁路径来进行合并。相比于自上而下的方法它更适用于大规模网的建模分析。因此利用Petri网采用自上而下的建模方法对加权资源控制网(WRCN-Resource Control Net)进行建模，通过对WRCN子网的特性和合成时的规则进行限制，使得合成后的大规模制造系统不进行后验性分析就能满足活性，适用于一般网的应用中。
综上所述，现有技术存在的问题是：
(1)现有针对大规模制造系统存在对子网进行合成之后，需要对合成网进行后验性分析，对大型合成网的检验分析耗时耗力。
(2)现有针对大规模制造系统存在只适用于普通网的研究，不适用于对一般网的建模分析。
解决上述技术问题的难度：
1.如何避免在多个子网合成之后对合成网的进一步验证成为最主要的问题。进行后验性分析的主要目的在于，查看资源之间的数量关系是否满足制造系统正常运行的资源供给。因此我们可以在子网合成时就对资源之间的关系进行充分限制，提高子系统合成的效率。
2.相比于普通网的合成，我们需要将范围进一步扩大到更一般性的子系统合成。在普通网中，资源库所的每个输入变迁和输出变迁的权值都为一，只需要对资源库所中的资源数进行限制即可满足正常运行的条件。但是在一般网中，资源库所的输入变迁和输出变迁的弧权值大于等于一，需要探索资源之间以及弧权值之间的关系。
解决上述技术问题的意义：
本建模方法提供了子网合成时的限制规则，使得遵守此规则合成的结果网一定是活性的，不用再去进行结果检验。通过对子网的条件限制，避免了对大型合成网的检验，大大提高了子系统合成的效率。在此基础上能够进一步扩大系统的生产规模，生产出更多种类的产品。且将使用范围扩大到一般网中，更是实现了对资源大规模的生产。综合可得，本研究提出的活性构建方法，能够实现大规模多品种的加工生产，提高了大规模制造系统的生产效率和生产质量。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种大规模柔性驱动的自动制造系统的协同活性构建方法。
本发明是这样实现的，一种大规模柔性驱动的自动制造系统的协同活性构建方法，所述大规模柔性驱动的自动制造系统的协同活性构建方法包括以下步骤：
第一步，加工系统中有四种类型的资源：n1，n2，n3，n4；工具集n3，机器库n1，n2，n4；工具集n3是公用的；资源n1，n2，n3，n4的WRCN子网模型合并之后的WRCN大网；
第二步，变迁代表着加工操作的开始或者结束，n1，n2，n3，n4分别代表着四个子网的初始资源数；
第三步，子系统之间通过共同变迁路径进行合并，WRCN G1和WRCN G2有共同的加工路径t2p3t3；WRCN G1和WRCN G3有共同的加工路径t3p4t4；WRCN G3和WRCN G4有共同的加工路径t7p8t9。合并时需要满足结构限制：共同变迁路径不包含资源库所，每个共同变迁的输入库所和输出库所最多只有一个运行库所，两个子系统合并时资源库所不能都为共同变迁路径的初始状态的资源库所。从合成网G中移除所有的资源库所得到的网G*是一个非循环图。
第四步，子系统合并时，在满足结构限制条件的基础上，需要进一步满足合并子系统资源之间的限制条件。
(1)对于WRCN G1和WRCN G2的合成网，p1为初始状态的资源库所，p5为非初始状态的资源库所。两者之间的资源限制条件为：n2×w1＞n1×w2：
得到：其中代表的是机器1并且资源数为n1在输出变迁弧权值为w1的情况下可以发射的次数。代表的是机器2并且资源数为n2在输出变迁弧权值为w2的情况下发射的次数；t1变迁发射的次数为t2的发射取决于p2和p5，p2获得个托肯，为t2提供的发射次数为p5为t2提供次发射；因为t2最多可以发射次，当t2不能发射时是由于运行库所p2中资源数的缺乏；
(2)WRCN G3是一个资源共享子网，对于WRCN G1和WRCN G3的合成网，p1是初始状态的资源库所，p6为非初始状态的资源库所，限制条件为：n3×w1＞n1×(w31+w32)：
得到：其中代表的是机器1并且资源数为n1在输出变迁弧权值为w1的情况下发射的次数；代表的是机器3并且资源数为n3在输出变迁弧权值为w31+w32的情况下发射的次数；t1变迁发射的次数为t2变迁发射的次数为p3获得个托肯，p6获得个托肯；t3最多发射次；
(3)对于WRCN G3和WRCN G4的合成网，p10是初始状态的资源库所，p6为非初始状态的资源库所；其中在WRCN G4子网中资源之间满足：w41+w42＝w4；两者之间的限制条件为：n3×(w41+w42)＞n4×(w31+w32)；
得到：其中代表的是机器4资源数为n4在输出变迁弧权总值为w4的情况下发射的次数；代表的是机器3并且资源数为n3在输出变迁弧权值为(w31+w32)的情况下发射的次数；t5和t6变迁发射的次数为p8获得个托肯，p6获得个托肯；t7最多发射次。
综合第四步所述大规模柔性驱动的自动制造系统的协同活性构建方法资源之间满足的数量限制关系为：
(n2×w1＞n1×w2)∨(n3×w1＞n1×(w31+w32))∨n3×(w41+w42)＞n4×(w31+w32)；
时，合成网中不会出现未完全标记的信标。
本发明的另一目的在于提供一种应用所述大规模柔性驱动的自动制造系统的协同活性构建方法的自动制造系统。
综上所述，本发明的优点及积极效果为：本发明采用对WRCN子网合成时的限制规则，遵守此规则合成的大型网必然满足活性；此规则描述为：拥有活性的WRCN子网，通过共同变迁路径合成时，两个合成子网的资源库所都不能同时为初始状态的资源库所，且非初始状态的资源大于等于初始状态的资源。本发明提出子系统合成模型，使得合成之后的系统满足活性，合成规则适用于多资源加工制造系统。应用本方案的活性构建方法后，多个子系统合并之后的大规模自动制造系统，不用再去分析资源之间的数量关系是否满足整个制造系统能够正常运行的资源供给。且该方法不仅适用于最常见的单资源生产加工模式，更适用于一般化的多资源生产加工模式。主要解决了现有的需要进一步对合成后的大网进行分析的问题，降低了大规模制造系统活性构建的难度，提高了生产的可靠性，更利于推广。在此限制规则合成下的大规模制造系统，能够实现大规模多品种的加工生产，大大提高了大规模制造系统的生产效率和生产质量。
附图说明
图1是本发明实施例提供的大规模柔性驱动的自动制造系统的协同活性构建方法流程图。
图2是本发明实施例提供的初始状态的资源库所示意图；
图中：(a)初始状态的资源库所和非初始状态的资源库；(b)初始状态的资源库。
图3是本发明实施例提供的实施例1的加工制造系统结构示意图；
图中：(a)是WRCN子网G1；(b)是WRCN子网G4；(c)是WRCN子网G2；(d)是WRCN子网G3；(e)是图(a)图(b)图(c)图(c)四个子网合成之后的结果网。
图4是本发明实施例提供的实施例2的合成网从结构满足限制条件的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种大规模柔性驱动的自动制造系统的协同活性构建方法，下面结合附图对本发明作详细的描述。
如图1所示，本发明实施例提供的大规模柔性驱动的自动制造系统的协同活性构建方法包括以下步骤：
S101：加工系统中有四种类型的资源：n1，n2，n3，n4；工具集n3，机器库n1，n2，n4；工具集n3是公用的；资源n1，n2，n3，n4的WRCN子网模型合并之后的WRCN大网；
S102：变迁代表着加工操作的开始或者结束，n1，n2，n3，n4分别代表着四个子网的初始资源数；
S103：子系统之间通过共同变迁路径进行合并，WRCN G1和WRCN G2有共同的加工路径t2p3t3；WRCN G1和WRCN G3有共同的加工路径t3p4t4；WRCN G3和WRCN G4有共同的加工路径t7p8t9。
S104：子系统合并时，在满足结构限制条件的基础上，需要进一步满足合并子系统资源之间的限制条件。
下面结合附图对本发明的技术方案作进一步的描述。
定义1：一个加权资源控制网(WRCN)是一个高度耦合的状态机(P，T，F，M0)，其中仅存在一个资源库所pr∈P，且M0(pr)≠0，其余的库所为运行库所。
其中P是库所集合，T是变迁集合，是指向弧的集合，M0：P→N是Petri网的初始标记向量，M0(pr)是资源库所pr中的托肯数。
定义2：n个WRCN网{Gs|Gs＝[ps，Ts，Fs，Ms0]，s＝1，2..,n}，通过共同变迁路径合并得到一个Petri网为G＝(P，T，F，M0)，当p∈ps时，P＝P1∪…∪Pn，T＝T1∪…∪Tn，F＝F1∪…∪Fn，M0(p)＝Ms0(p)。可以看到合成网G都是通过任意两个WRCN网合并共同的元素得到的。网G叫作WRCN合成网。
普通Petri网指的是资源库所的输入变迁和输出变迁的弧权值为1的网。一般Petri网的资源库所的输入变迁和输出变迁弧权值可以大于等于1。在多资源Petri网中，通过探索不完全标记信标的特性，得到合成网的可逆性和活性。
1不完全标记信标的特性为：
特性1：合成网G中存在不完全标记信标意味着：t可以发射。其中S为不完全标记信标，t为变迁，t∈S·表示t属于不完全标记信标的后置变迁。
特性2：不完全标记信标S由SR和So构成，1)且2)其中，PR是资源库所的集合，P0是运行库所的集合。M(r)是资源库所中的资源r的数量，W(r，t)表示资源库所的输出弧权或输入弧权值。
2关于WRCN合成网的规则如下：
限制1：在每个共同变迁中，最多存在一个输入库所是运行库所。
限制2：共同变迁子网中不包含资源库所。
限制3：从合成网G中移除所有的资源库所得到的网G*，是一个非循环图。
限制4：子网合成时，资源库所不能都为共同变迁路径的初始状态的资源库所。
在图2(a)的合成网中p1为初始状态的资源库所，它可以发射变迁t1，系统开始运行。p4为非初始状态的资源库。在图2(b)的合成网中，虽然p1和p4都为初始状态的资源库所，但是对于它们的共同变迁路径来说，只有p1是初始状态的资源库所。因此图2(a)和图2(b)中的合成网都满足限制规则4。
限制5：子网合成时，共同变迁路径的非初始状态的资源库中资源数和初始状态资源库所的输出弧权值之积大于初始状态的资源库所中资源数和非初始状态的资源库所输出弧权值之积。
在图2(a)的合成网中，满足限制5的条件下，资源和弧权值之间的关系为：n2×w1＞n1×w2
图2(b)的合成网为：n2×w1＞n1×(w2+1)
限制6：每个共同变迁，最多存在一个输出库所是运行库所。
限制1说明当两个子网合并时，包含资源的路径首先被分配。如果没有这个限制，那么不能确定分配顺序。标记的资源库所代表了资源可以使用，资源已经分配给了子网中运行库所代表的的某一操作，所以共同变迁子网应该排除资源库所，使得限制2很有必要。限制3中的网G*是通过从合成网G中移除资源库所得到的，相似于信息或者材料的流动模型。限制4避免了在初始加工时，同时需要多种资源而产生等待。当初始加工只需要一种资源时，降低了制造系统运行的要求且避免了时间等待。限制5的条件规定了合成子网之间的资源限制，在此限制条件下，将不会出现不完全标记信标。
定理1：当在WRCN合成网G中存在某个子网{Gs|Gs＝(ps，Ts，Is，Os，Ms0)，s＝1，2..，n}非活性时，合成网G＝(P，T，I，O，M0)必然非活性。
其中Gs表示子网，G表示合成之后的网，ps为子网的库所集合，Ts为子网的变迁集合，Is为Petri网的输入函数，Os为Petri网的输出函数，Ms0代表子网的初始标记。
3可逆性
3.1不完全标记信标与循环结构之间的关系
定理2：网G＝(P，T，I，O，M0)是一个在满足限制条件1、2、3、4的情况下，合并了一组n个WRCN子网G＝{Gs|Gs＝(ps，Ts，Is，Os，Ms0)，s＝1，2..，n}的合成网。如果在G中存在循环等待使得所有变迁都不能发射，则G中存在不完全标记的信标。
首先寻找不完全标记库所的结构，在同时满足限制条件1、2、3、4下的合并网中，有以下4种情况：
(1)从一个未标记的运行库所ps出发，寻找所有的输入变迁t。 ①M(ps)＞0，则必然存在M(r)＜W(r，t)，r∈Prs。②M(ps)＝0，继续向上寻找，必然找到M(ps)＞0，且M(r)＜W(r，t)，r∈Prs。否则，当所有的运行库所未标记时，就是初始状态。在初始状态，所有的变迁都可以发射，与在循环结构中所有的变迁都不能发射矛盾。③只存在M(ps)＝0，继续向上寻找结构：M(ps)＞0，且M(r)＜W(r，t)，r∈Prs。
(2)从一个标记的运行库所ps出发，则必然存在一个Prs(如果不存在，那么变迁可以发射，与已知矛盾)，和ps的输出变迁t相同，使得M(r)＜W(r，t)，r∈Prs。导致运行库所ps1∈·t获取不到资源。
(3)从一个未完全标记的资源库所Prs(M(Prs)＜W(Prs，t))出发，必然存在ps(每个共同变迁，必然存在一个输入库所是运行库所)，和Prs的输出变迁相同：①如果M(ps)＞0，则找到结构。②M(ps)＝0，则继续向上寻找，必然找到M(ps)＞0，且M(r)＜W(r，t)，r∈Prs。否则，当所有的运行库所未标记时，就是初始状态。在初始状态，所有的变迁都可以发射，与在循环结构中所有的变迁都不能发射矛盾。
(4)从一个完全标记的资源库所Prs(M(Prs)≥W(Prs，t))出发，寻找所有的输入变迁t，①M(ps)＞0，则必然存在M(r)＜W(r，t)，r∈Prs。②M(ps)＝0，继续向上寻找，必然找到M(ps)＞0，且M(r)＜W(r，t)，r∈Prs。否则，当所有的运行库所未标记时，就是初始状态。在初始状态，所有的变迁都可以发射，与在循环结构中所有的变迁都不能发射矛盾。③只存在M(ps)＝0，继续向上寻找结构：M(ps)＞0，且M(r)＜W(r，t)，r∈Prs。找到结构SR，必然存在资源为空的运行库所。
以上四种情况证得SR，So同时存在，且S＝SR∪So构成不完全标记的库所。证明S＝SR∪So是一个信标。
(1)第一种情况是t∈·SR，设r∈t·∩SR。WRCN的结构意味着①M(p)＝0。且t是由于运行库所p中没有资源而不能发射。②M(p)＞0。变迁t不能发射导致了使得M(r′)＜W(r′，t)，且t是由于资源库所p中没有足够的资源而不能发射。
(2)第二种情况是t∈·So，设p∈Po。①使得t∈r·且M(r)＜W(r，t)。则②使得t∈r·。则由于p′∈S，t不能发射。
因此证得S是一个不完全标记的信标。
定理3：网G(P，T，I，O，M0)是一个在满足限制条件1、2、3、4的情况下，合并了一组n个WRCN子网G＝{Gs|Gs＝[ps，Ts，Is，Os，Ms0]的合成网。如果G中存在一个未完全标记的信标S，则G中一定存在循环等待。
合成网G中存在不完全标记信标意味着：t可以发射。存在所有资源来自于S中SR的运行库所p0全部为空，则所有t∈p0·的变迁都不能发射。
信标S由So和SR两部分构成。对于So，由于获取不到资源，t1∈·So不能发射，同时t2∈So·不能发射。
对于SR，psr中资源库所不足导致变迁t1∈SR·不能发射。结合限制条件4，得知是由于t2∈Psr∈SR·不能发射导致的。
因此S＝SR∪So，对于任何变迁t∈·S，S·都不能发射。使得G中存在循环等待。
定理4：假设限制1，2，3，4，5成立，则合成网可逆。
充分性：当限制5成立时，合成网G中不存在未完全标记的信标，则不存在循环结构，那么网G可逆。
必要性：当网G可逆时，设M0∈R(M1)，现在描述从M0到M1的运行过程。考虑网G*，从网G的结构和限制条件3得知：G*是一个非循环图且它的极致端点都是变迁。设H是G*中输入库所同时包含资源库所和运行库所的变迁集合。明显的(由限制规则1，2，4可得，在合成网G中必然存在变迁H)，H是网G变迁的子集。
为了证明M1∈R(M0)，从M0开始，应用发射规则F(发射规则F不包括H中可以发射的变迁)。当对网G*应用发射规则F时，G*经过有限的发射之后停止发射。因为G*是通过移除网G中的资源库所得到的，所以网G中任何可以发射的变迁序列在网G*中也可以发射。最终，对网G使用发射规则F，在有限次发射之后到达死锁状态。将这个状态标记为M。
从M中的定义可以得知：在M处，网G在变迁T-H没有可以发射的变迁。如果M≠M1，在下面的证明中证明将存在不完全标记的信标，这与假设矛盾。
在接下来的证明中，本发明假设M≠M1。从M1开始，构建不完全标记信标。构建一个在M处变迁同时拥有资源输入库所和操作输入库所的WRCN网的集合R，R＝{r∈Psr，M(r)＜W(r，t)且M(Ps)＞0，s＝1，2，...，n}。本发明首先通过假设矛盾证明假设在M处每个资源库所和运行库所都被标记。存在如下的3种情况：
1)R＝{r∈Psr，M(r)≥W(r，t)且M(Ps)＞0，s＝1，2，...，n}，在这种情况下，M处p·的任何变迁都可以发射。因为在p·处不属于H的变迁可以发射，与上述假设的在M处，网G在变迁T-H没有可以发射的变迁相矛盾。
2)R＝{r∈Psr，M(r)≥W(r，t)且M(Ps)＜0，s＝1，2，...，n}，在这种情况下M(Ps)＜0意味着这个运行库所的上一个变迁不能发射。与假设的发射规则F除了在H处的变迁不可以发射之外，其他的变迁均可以发射矛盾。
3)R＝{r∈Psr，M(r)＜W(r，t)且M(Ps)＜0，s＝1，2，...，n}，同以上2)的情况。
因此得到结论：
对R中的每组元素，设Ss是Ps中使得M(psr)＜W(psr，t)且M(Ps)＞0成立的库所p的集合，且在Gs中存在路径γ，γ连接p到Psr，使得0＜M(γ)＜W(γ，t)。对Ss中任何库所的变迁t来说，因为在发射规则F下t不能发射，存在以下3种可能的情况：
1)t∈R·，t是一个未完全标记的库所的输出变迁。
2)t∈q·，其中q∈Ps使得q满足0＜M(q)＜W(q，t)。因此t是Ss中满足上述要求的库所的输出变迁。
3)t∈H，t中所有的输入库所满足H中的要求，因此t∈R·，t是Gs的输出变迁。
从以上推理可以得到属于S＝∪s∈RSs的库所的任何输入变迁都是S中一个库所的输出变迁。因此S在M处是一个不完全标记的信标。证得当合成网中不存在不完全标记的信标，满足可逆性。
3.2活性
定理5：在限制1、2、3、4、5、6成立的情况下，G中任何变迁都是有潜能发射的。
证明：在以上限制条件下，G*是一个非循环的Petri网，它的所有极致端点都是变迁且任何变迁至多有一个输出运行库所，至多有一个输入运行库所。
对任何变迁t，在G*中存在至少一条路径t1p1t2p2…tkpkt连接一个资源变迁到t。现在考虑Petri网G，同样t1p1t2p2…tkpkt在G中也是一条基础路径，且t1所有的输入库所都是资源库所。因此，t1在初始状态M0状态发射，通过发射变迁t1得到的状态记为M1。
由t1的发射得到，M1(p1)＝1。从限制条件6可知p1是在状态M1处的唯一一个运行库所。从限制条件1可知t2处的输入库所除了p1，其他的都是资源库所。结合限制条件2、3、4、5得到M(psr)≥W(psr，t)，psr∈·t2。因此变迁t2在M1处可以发射。通过发射变迁t2得到的状态记为M2。
类似的，可以得到变迁t3在状态M2下可以发射，...，t在Mk状态下是可以发射的。证得网G满足活性。
下面结合具体实施例对本发明的技术方案作进一步的描述。
实施例1：一个加工系统中有四种类型的资源：n1，n2，n3，n4。工具集n3，机器库n1，n2，n4。工具集n3是公用的。如图3所示。该制造系统生产三种产品，需要四个机器同时参与生产。上图3(e)中展示了资源n1，n2，n3，n4的WRCN子网模型合并之后的WRCN大网。其中的库所表示机器的操作行为，具体的解释在表1中。
表1
其中的变迁代表着加工操作的开始或者结束。n1，n2，n3，n4分别代表着四个子网的初始资源数。在加工中，WRCN G1和WRCN G2有共同的加工路径t2p3t3。WRCN G1和WRCN G3有共同的加工路径t3p4t4。WRCN G3和WRCN G4有共同的加工路径t7p8t9。
以上的制造加工系统是在符合限制规则1、2、3、4和限制规则6的前提下合成的。要符合规则5的限制条件，资源之间的数量满足以下的限制。
(1)对于WRCN G1和WRCN G2的合成网，p1为初始状态的资源库所，p5为非初始状态的资源库所。两者之间的资源限制条件为：n2×w1＞n1×w2：
得到：其中代表的是机器1并且资源数为n1在输出变迁弧权值为w1的情况下可以发射的次数。代表的是机器2并且资源数为n2在输出变迁弧权值为w2的情况下可以发射的次数。t1变迁发射的次数为t2的发射取决于p2和p5，p2可以获得个托肯，可以为t2提供的发射次数为p5可以为t2提供次发射。又因为所以t2最多可以发射次，当t2不能发射时是由于运行库所p2中资源数的缺乏。
WRCN G1和WRCN G2之间资源数的限制使得不完全标记信标的SR构成部分不再出现，因此避免了不完全标记信标的出现。
(2)WRCN G3是一个资源共享子网。对于WRCN G1和WRCN G3的合成网，虽然p1和p6都为初始状态的资源库所，但是相对于共同的变迁路径来说，只有p1是初始状态的资源库所，p6为非初始状态的资源库所。两者之间的限制条件为：n3×w1＞n1×(w31+w32)：
得到：其中代表的是机器1并且资源数为n1在输出变迁弧权值为w1的情况下可以发射的次数。代表的是机器3并且资源数为n3在输出变迁弧权值为w31+w32的情况下可以发射的次数。t1变迁发射的次数为t2变迁发射的次数为p3可获得个托肯，p6可获得个托肯。因为所以t3最多可以发射次，当t3不能发射时是由于运行库所p3的资源数的缺乏。
WRCN G1和WRCN G3之间资源数的限制使得不完全标记信标的SR构成部分不再出现，因此避免了不完全标记信标的出现。
(3)对于WRCN G3和WRCN G4的合成网，p10是初始状态的资源库所，p6为非初始状态的资源库所。其中在WRCN G4子网中资源之间满足：w41+w42＝w4。两者之间的限制条件为：n3×(w41+w42)＞n4×(w31+w32)；
得到：其中代表的是机器4资源数为n4在输出变迁弧权总值为w4的情况下可以发射的次数。代表的是机器3并且资源数为n3在输出变迁弧权值为(w31+w32)的情况下可以发射的次数。t5和t6变迁发射的次数为p8可获得个托肯，p6可获得个托肯。因为所以t7最多可以发射次，当t7不能发射时是由于运行库所p8中资源数的缺乏。
WRCN G3和WRCN G4之间资源数的限制使得不完全标记信标的SR构成不再出现，因此避免了不完全标记信标的出现。
在子网合成的时候，只考虑有共同变迁路径的子网两两之间资源数限制，对于无共同变迁路径的子网之间的资源没有限制。
综上所述，资源之间需要满足的数量限制关系为：
(n2×w1＞n1×w2)∨(n3×w1＞n1×(w31+w32))∨n3×(w41+w42)＞n4×(w31+w32)；
时，合成网中不会出现未完全标记的信标。因此这个合成网拥有可逆性和活性。
实施例2：判断以下的WRCN合成网G是否满足活性。
下图合成网由10个MRCN子网合成，资源库所分别为p7、p8、p10、p12、p13、p20、p21、p29、p30、p31。
此WRCN合成网G从结构上来看，每个共同变迁的输入库所和输出库所至多只有一个运行库所，共同变迁路径中不包含资源库所，移除所有的资源库所之后的网是非循环的，有共同变迁路径的两个子网的资源库所不同时为初始状态的资源库所。从结构上满足了限制条件1、2、3、4和限制条件6。
在合成结构满足MRCN子网合成限制条件的前提下，进一步检验合成之前有共同变迁路径的子网两两之间的资源数和弧权值限制。
与含有资源库所p7的子网有共同变迁路径的子网之间需要满足以下条件：
与含有资源库所p20的子网有共同变迁路径的子网之间需要满足以下条件：
与含有资源库所p31的子网有共同变迁路径合并的子网需要满足以下条件：
带入图中合成网给定的资源库所中资源数及相应的弧权值验证，图中的资源库所中的资源数分别为：
资源库所的输出变迁的弧权值分别为：
带入约束条件公式中，满足限制，因此满足限制规则5。根据活性定理4，可得此和并网满足活性。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (2)
1.一种大规模柔性驱动的自动制造系统的协同活性构建方法，其特征在于，所述大规模柔性驱动的自动制造系统的协同活性构建方法包括以下步骤：
第一步，加工系统中有四种类型的资源：n1，n2，n3，n4；工具集n3，机器库n1，n2，n4；工具集n3是公用的；资源n1，n2，n3，n4的WRCN子网模型合并之后的WRCN大网；
第二步，变迁代表着加工操作的开始或者结束，n1，n2，n3，n4分别代表着四个子网的初始资源数；
第三步，子系统之间通过共同变迁路径进行合并，WRCN G1和WRCN G2有共同的加工路径t2p3t3；WRCN G1和WRCN G3有共同的加工路径t3p4t4；WRCN G3和WRCN G4有共同的加工路径t7p8t9。合并时需要满足结构限制：共同变迁路径不包含资源库所，每个共同变迁的输入库所和输出库所最多只有一个运行库所，两个子系统合并时资源库所不能都为共同变迁路径的初始状态的资源库所。从合成网G中移除所有的资源库所得到的网G*是一个非循环图。
第四步，子系统合并时，在满足结构限制条件的基础上，需要进一步满足合并子系统资源之间的限制条件。
(1)对于WRCN G1和WRCN G2的合成网，p1为初始状态的资源库所，p5为非初始状态的资源库所；两者之间的资源限制条件为：n2×w1＞n1×w2：
得到：其中代表的是机器1并且资源数为n1在输出变迁弧权值为w1的情况下可以发射的次数；代表的是机器2并且资源数为n2在输出变迁弧权值为w2的情况下发射的次数；t1变迁发射的次数为t2的发射取决于p2和p5，p2获得个托肯，为t2提供的发射次数为p5为t2提供次发射；因为t2最多可以发射次，当t2不能发射时是由于运行库所p2中资源数的缺乏；
(2)WRCN G3是一个资源共享子网，对于WRCN G1和WRCN G3的合成网，p1是初始状态的资源库所，p6为非初始状态的资源库所，限制条件为：n3×w1＞n1×(w31+w32)：
得到：其中代表的是机器1并且资源数为n1在输出变迁弧权值为w1的情况下发射的次数；代表的是机器3并且资源数为n3在输出变迁弧权值为w31+w32的情况下发射的次数；t1变迁发射的次数为t2变迁发射的次数为p3获得个托肯，p6获得个托肯；t3最多发射次；
(3)对于WRCN G3和WRCN G4的合成网，p10是初始状态的资源库所，p6为非初始状态的资源库所；其中在WRCN G4子网中资源之间满足：w41+w42＝w4；两者之间的限制条件为：n3×(w41+w42)＞n4×(w31+w32)；
得到：其中代表的是机器4资源数为n4在输出变迁弧权总值为w4的情况下发射的次数；代表的是机器3并且资源数为n3在输出变迁弧权值为(w31+w32)的情况下发射的次数；t5和t6变迁发射的次数为p8获得个托肯，p6获得个托肯；t7最多发射次。
综合第四步所述大规模柔性驱动的自动制造系统的协同活性构建方法资源之间满足的数量限制关系为：
(n2×w1＞n1×w2)∨(n3×w1＞n1×(w31+w32))∨n3×(w41+w42)＞n4×(w32+w32)；
时，合成网中不会出现未完全标记的信标。
2.一种应用权利要求1所述大规模柔性驱动的自动制造系统的协同活性构建方法的自动制造系统。
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